转炉一次除尘风机优化控制系统的实现

【摘 要】伴随钢铁市场长期持续低迷以及日益加大的环保压力，钢铁企业立足自身、挖潜增效、节能减排将是一个永恒的话题。本文以唐山钢铁集团不锈钢公司转炉一次除尘风机房风机控制系统为例，对基于转炉耗氧量为主要参数，并辅以吹炼、二次补吹、兑铁、转炉零位、溅渣护炉等参数为辅的风机转速优化控制的一些思路和方法做了简要说明

【关键词】耗氧量 节能 优化控制 阶梯调速

1 项目背景

唐钢不锈钢公司炼钢一次除尘风机房有4台南阳防爆公司生产的额定功率为2000KW的电机，除备用电机外，其余3台电机配套两台西门子和一台东芝变频器，控制系统采用西门子s7-400PLC控制，对控制方式及现场条件优化之前基于日益加大的环保压力， 3台大功率电机在转炉生产的大部分时间都高速运转（出钢后转为低速），因此也带来了电机耗能大、企业生产成本高、节能与除尘之间存在矛盾的问题。

随着唐钢不锈钢公司对转炉进行自动炼钢改造，2、3号转炉分别新上一套德国西门子公司转炉烟气分析系统（LOMAS），此分析系统与一级系统、二级系统一起共同对所装铁水重量、废钢重量、化学成分及烟气元素的浓度等参数进行综合分析，就可以计算出冶炼本炉铁水所需耗氧量（可等效换算为吹氧百分比）以及实时跟踪冶炼效果，并对计算值进行修正，随着吹炼的开始，耗氧量从零开始逐渐接近计算得出的耗氧量目标值，而在这一过程中，转炉冶炼产生的各种烟气浓度是不一样的，此参数对风机房风机的高、中、低速运转时机的选择有非常高的参考价值，当耗氧量达到一定数值后，转炉虽然还在吹炼但此时烟气中杂质已经比较少，风机此时转为中速或低速也能满足环保要求，同时节省了相当可观的电能，故决定把耗氧量作为控制风机速度的一个关键参数，再综合考虑转炉兑铁、出钢、二次补吹、溅渣、烟罩上、下限位、氧枪枪位等情况对风机实现不同工艺阶段的差别速度控制。

2 项目实施

（1）首先对转炉PLC与风机房PLC之间的通讯进行重新优化、配置，转炉PLC与风机房PLC之间由于距离较远故采用光缆连接。

转炉与风机房通讯示意图，如图1所示。

（2）操作风机时，操作人员可以在风机HMI上人工设定不同的风机高、中、低三档速度设定百分值，如果操作画面选择自动，依据耗氧量大小、转炉兑铁、吹炼、二次补吹、出钢等不同阶段设定的不同风机转速，就可以实现风机高、中、低转速之间的阶梯平滑转换 。

风机手自动控制画面如图5所示。

3 项目效果

3.1优化控制之前

单炼周期大约为43分钟左右，其中高速运行21分钟，低速运行18分钟，高速运行时电机功率约为1333KW，低速运行时电机功率约为120KW.每个冶炼周期耗电量约为（21分*1333KW+18分钟*120KW+4分钟*800KW）/60分钟=556KW/H ，每个冶炼周期电费约为0.51元*556KW/H=286元，每年电费约为300天*3班*10炉*286元=257.4万元

3.2件优控制之后

其冶炼周期还按43分钟左右计算，其中高速运行8分钟， 中速运行13分钟，低速运行18分钟，高速运行时电机功率约为1333KW，中速运行时电机功率约为950KW，低速运行时电机功率约为120KW.每个冶炼周期耗电量约为（8分钟*1333KW+13分钟*1000 KW +18分钟*120KW+4分钟*800KW）/60分钟=483KW/H ，每个冶炼周期电费约为0.51元*483 KW/H =246元，每年电费约为300天*3班*10炉*246元=221.4万元

结论：一座转炉每年可节约电费约为257.4-221.4=36万元

4结语

项目实施之后为企业节能减排、增效创收做出了一定贡献，达到了预期效果。

参考文献：

[1]高泽平.炼钢工艺学[M].北京：冶金工业出版社.

[2]阳宪惠.现场总线技术及应用[M].北京：清华大学出版社，2003.

[3]中国冶金建设协会.钢铁企业过程检测和控制自动化设计手册[M].北京：冶金工业出版社，2000.

作者简介：赵迎秋（1977—），男，河北唐山人，本科，工程师，研究方向：冶金自动化。